[0001] 本发明属于农业生物技术领域，涉及通过合理施用沼液和化肥来提高杂交狼尾草产量和土壤质量的方法。

[0002] 随着全球人口的增长和生活水平的提高，对肉类和乳制品的需求不断上升，这直接推动了畜禽养殖业的快速发展。然而，畜禽养殖业在为人类提供丰富蛋白质来源的同时，也产生了大量废弃物，尤其是畜禽粪污。这些废弃物若未得到妥善处理，将对环境造成严重污染，成为农业面源污染的主要来源之一。

[0003] 畜禽粪污经过厌氧发酵处理后，会产生大量的沼液。沼液是一种富含多种营养成分、微量元素和植物生长素的液体残余物，如赤霉素、吲哚乙酸等，具有提高土壤肥力、改善土壤结构的潜力。然而，沼液中营养元素含量的不均衡以及厌氧发酵过程中产生的复杂微生物群落，都有可能对土壤环境造成不良影响。特别是发明人发现，在大量施用沼液的情况下，反而可能导致土壤污染、退化，改变土壤的理化性质和肥力，从而影响作物的生长和产量。

[0004] 在畜禽养殖业废弃物处理和资源化利用方面，已有一些研究和实践。例如，沼液被用作灌溉作物的液体肥料，但由于缺乏规范的施用方法，往往难以控制其对土壤和作物的潜在负面影响。此外，尽管已有研究表明沼液能够促进某些牧草如多年生黑麦草、杂交狼尾草等的生长，但大量沼液的施用可能会导致土壤理化性质的改变和土壤肥力的失衡。

[0005] 杂交狼尾草作为一种高产量、优质的牧草，对于畜禽养殖业的可持续发展具有重要意义。

[0006] 然而，如何安全、高效地利用沼液，以促进杂交狼尾草的生长并提高土壤质量，仍是一个亟待解决的技术难题。

[0050] 下面结合具体实施例进行说明。

[0051] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

[0052] 在本发明中，若非特指，所有的设备和原料均可从市场上购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。

[0053] 本试验在重庆市畜牧科学院双河基地进行，选择热研四号杂交狼尾草(Pennistum purpureum×P.tyhoideum cv.Reyan No.4)作为试验材料，通过对所用沼液进行测定，沼液2
的含氮量为0.23g/L(表1)，在先持续研究确定了杂交狼尾草的最佳需氮量为275kg/hm 。据此设计以下实验处理，实验最高沼液施用量为1200吨/公顷(表3)。

[0054] 表1：试验地附近猪场沼液主要成分

[0055]

[0056] 表2：试验地土壤理化性质

[0057]

[0058] 表3：本试验沼液、化肥处理设计

[0059]

[0060] 表3中，T4处理沼液总量为800吨/公顷，T6为1200吨/公顷。

[0061] 实验共设7个处理，每个处理三个重复，T代表处理，R代表重复，其中包含1个化肥处理及6个沼液梯度处理，每个处理设置3个重复，共21个小区(参见图1)。小区长5m，宽3m，杂交狼尾草采用单一茎节扦插的方式种植，每个小区20株，每株间距为80cm，行间距为1m。

[0062] 在每年的3、5、7、9月对杂交狼尾草进行沼液灌溉并施肥料，其中肥料使用氮肥、磷肥和钾肥3种，磷肥和钾肥施用量于氮肥相等，每年的6、8、10月进行刈割测产，每次测产对杂交狼尾草进行形态指标测定，测产后随机取一定量的杂交狼尾草测含水量，并对杂交狼尾草营养品质进行测定，采用五点法采集每个小区0‑20土层的土壤进行土壤理化性质测定。

[0063] 指标测定

[0064] 2023年6月，b为2023年8月，c为2023月10日分别对杂交狼尾草农艺性状进行测定。

[0065] 株高：用直尺测量其株高(植株上部分主茎的基部至叶片顶端的拉伸高度)。

[0066] 叶长：顶端起第2个节对应的叶片的长度。

[0067] 叶宽：顶端起第2个节对应的叶片最宽的宽度。

[0068] 茎粗：地上部分第二个节的直径，计算平均值。

[0069] 测定结果如表4所示。

[0070] 分蘖数：每个小区取代表性植株5株，计其分蘖数，然后取平均值。

[0071] 茎节数：每个小区取代表性植株5株，数其地上部分的茎节数。

[0072] 测定结果如表5所示。

[0073] 表4株高、叶长、叶宽、茎粗测定结果

[0074]

[0075]

[0076] 注：表中小写字母表示同一指标不同处理之间差异显著(P＜0.05)表5分蘖数、茎节数测定结果

[0077]

[0078]

[0079] 不同沼液施用量对不同时期杂交狼尾草产量的影响结果如图2所示。图2中，a图为2023年6月、b图为2023年8月、c图为2023年10月的产量测定结果，图中不同小写字母表示不同处理之间差异显著(P＜0.05)。

[0080] 从测产数据来看，杂交狼尾草在8月时产量最高，其株高等农艺性状相较于另外两次测产要高，杂交狼尾草的株高、叶长、叶宽受沼液施用量影响较大，随沼液施用量的增加呈现先增高后降低的趋势，并且沼液的施用显著提高了杂交狼尾草的分蘖数。杂交狼尾草2
的产量随沼液使用量的增加而先增加后减少，在T2和T4的总产量分别达到了85742kg/hm
2
和85178kg/hm，并且沼液的施用显著增加了杂交狼尾草蛋白质的含量，降低了植株纤维素含量，提高了杂交狼尾草的营养品质及适口性。

[0081] 杂交狼尾草营养成分测定

[0082] 测产过后每个小区随机取3株杂交狼尾草，称鲜重记录，然后将其在烘箱中烘至恒重，称干重记录，即可得出其含水量，剩下的干样用于测营养品质：

[0083] 粗灰分(Coarse ash,Ash)：灼烧灰化重量法，

[0084] 粗脂肪(Ether extracts,EE)：酸水解法，

[0085] 粗蛋白(Crude protein,CP)：凯氏定氮法，

[0086] 粗纤维(Crude fiber,CF)：酸碱消煮法，

[0087] 无氮浸出物(Nitrogen free extract,NFE)：差减法。

[0088] 不同沼液用量对杂交狼尾草蛋白质(图3中a)、粗脂肪(图3中b)、粗纤维(图3中c)、无氮浸出物(图3中d)、粗灰分(图3中e)含量的影响，图中不同小写字母表示不同处理之间差异显著(P＜0.05)。

[0089] 土壤理化性质测定

[0090] 土壤pH：电位法。精确称取10g风干土，加入25mL的蒸馏水，搅拌1‑2min，静置30min，用Delta320pH计测定。

[0091] 不同沼液用量对土壤pH的影响如图4所示，图中不同小写字母表示不同处理之间差异显著(P＜0.05)。

[0092] 全氮(Total nitrogen,TN)：凯氏定氮法。精确称取1.0g风干土样，放入消煮管底部，加入10mL98％硫酸和5g催化剂(K2SO4∶CuSO4·5H2O＝500∶50)，在42℃消煮约2h。待冷却后，用全自动凯氏定氮仪进行土壤全氮分析。

[0093] 有机质(Soil organic matter,SOM)：重铬酸钾容量法‑外加热法。精确称取0.5g土壤样品于硬质大试管中，加入粉末状硫酸银0.1g，然后准确加入0.8mol/L(1/6K2Cr2O7)溶液5mL、浓H2SO45 mL，小心旋转摇匀。在消化炉上210℃煮沸10min后，将溶液洗入250mL锥形瓶，使瓶内体积在60‑80mL左右，加邻菲罗啉指示剂3‑4滴，用0.2mol/L硫酸亚铁滴定，溶液由橙黄经蓝绿到棕红色为终点。记录硫酸亚铁用量。

[0094] 硝态氮(Nitrate nitrogen,NO3‑‑N)：酚二磺酸比色法。称取50g新鲜土样放在500mL三角瓶中，加入0.5g硫酸钙和250mL蒸馏水，用振荡机振荡10min。取出过滤，取25mL滤液于蒸发皿中，加入碳酸钙，在水浴锅上蒸干，直至干燥，随后加入酚二磺酸试剂、水和1∶1氨水(过量)，混匀，在波长420nm下测定其吸光值。

[0095] 铵态氮(Ammonium nitrogen,NH4+‑N)：KCl浸提‑靛酚蓝比色法。称取10g新鲜土样，置于250mL三角瓶中，加入氯化钾溶液50mL，在振荡机上振荡1h。取出过滤，取5mL滤液，依次加入苯酚溶液、氯化钠碱性溶液和掩蔽剂，混匀，在波长625nm下测定其吸光值。

[0096] 速效磷(Available phosphorus,AP)：1/2H2SO4法。精确称取风干土样5.00g，放入50mL三角瓶中，加入提取剂(精确量取浓HCL 4mL和浓H2SO4 0.7mL，放入1L容量瓶，加水定容)25mL，在振荡机上振荡5min，过滤。吸取滤液1mL，加入工作溶液24mL，摇匀，放置0.5h后在分光光度计上用700nm波长进行比色(用提取剂空白调零)测定。

[0097] 速效钾(Available potassium,AK)：乙酸铵浸提‑火焰光度法。精确称取风干土壤5.00g，放入50mL三角瓶中，加入50mL土壤浸提液(1mol/L乙酸铵，pH 7.0)，充分震荡30min，取出过滤，滤液直接供火焰光度计测定。

[0098] 不同沼液用量对土壤全氮(图5中a)、硝态氮(图5中b)、氨态氮(图5中c)、有机质(图5中d)、速效磷(图5中e)、速效钾(图5中f)含量的影响显著，图中不同小写字母表示不同处理之间差异显著(P＜0.05)。

[0099] 本发明通过科学施用沼液，有效调节了土壤的pH值，防止了因单施复合肥而导致的土壤酸化问题，从而维持了土壤的健康状态。

[0100] 随着沼液施用量的增加，土壤中的氨态氮和速效磷含量显著提升，这有助于提高土壤的肥力和作物的营养供应。

[0101] 同时，土壤中的有机质和全氮含量在沼液施用初期有所下降，随后随着施用量的增加而上升，表明沼液的施用有助于土壤养分的循环和补充。然而，当沼液施用量超过一定限度(如在T5和T6处理组中观察到的)，土壤全氮含量虽继续上升，但作物产量却出现下降，这表明土壤的消纳能力已达到极限。

[0102] 本研究据此确定了杂交狼尾草地的沼液最大安全消纳量为800吨/公顷，这一发现对于避免过量施用沼液导致的土壤环境破坏和污染具有重要意义。

[0103] 因此，本发明不仅提高了土壤的生产力，还确保了土壤环境的可持续性，为畜禽养殖业废弃物的处理和资源化利用提供了一种环保且高效的解决方案。

[0104] 发明人在田间试验之外还补充了盆栽试验：不添加肥料，只用沼液，梯度处理探究丛枝菌根真菌(AMF)对杂交狼尾草吸收沼液的影响。

[0105] AMF处理组每盆(直径35cm，深38cm)在腐殖质土壤基质中加入200g(每g含15～20个孢子)AMF(Claroideoglomus etunicatum，购买自国家微生物资源中心)沸石培养基，CK组加入等量土壤基质。本研究以杂交狼尾草(桂闽引)为植物材料，由四川农业大学提供，采用茎节扦插繁殖。经过3个月的栽培，选取生长一致的植株作为移栽试验对象，每盆栽植3株杂交狼尾草苗。沼液处理方式与田间一致(沼液施用量与化肥施用量)，AMF组和CK组分别设置7个不同沼液施用水平，每隔一个月施用1次沼液，最后对杂交狼尾草的产量进行测定。

[0106] 表6沼液处理设计，共7个处理；沼液施用3次

[0107]

[0108] 表7AMF处理与不同沼液施用量处理对杂交狼尾草产量的影响(kg/株)

[0109]

[0110] 注：不同小写字母表示同一沼液处理有无丛枝菌根真菌之间差异显著(P＜0.05)。

[0111] 由产量结果可以看出在杂交狼尾草土壤中添加含有AMF孢子的基质可以显著提高杂交狼尾草的产量。Claroideoglomus etunicatum作为AMF中的一种，能够显著提高植物对磷、氮等营养元素的吸收效率，从而促进杂交狼尾草的生长。Claroideoglomus etunicatum的菌丝网络有助于改善土壤的团聚结构，提高土壤的保水性和透气性，从而促进土壤健康；该菌与杂交狼尾草的共生关系可以促进杂交狼尾草根系的生长，增加根系的表面积，进一步提高杂交狼尾草对营养的吸收能力。总之，AMF的应用通过增强植物根系与土壤之间的互作，促进了水分和养分的吸收。

[0112] 在本发明的描述中，需要理解的是，“‑”和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“A‑B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A～B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。

[0113] 在本发明的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

[0114] 在发明描述中，涉及的时间、温度、比例和质量等数值可以基于实际测量、设备标准参数、简化的四舍五入结果，或在可接受的误差范围内，确保了发明的实用性和可重复性。

[0115] 在本发明的描述中，术语“约”或“大约”用于表达数值或区间的近似值，允许存在一定的误差，以确保描述的灵活性和实用性，同时保持在可接受的误差范围内，最大误差范围不超过相应数值或数值范围的10％。

[0116] 以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。